Use of SiO2 Nanoparticles Modified with Polyethylene Glycol to Increase the Hydrophilicity of Epoxy Coatings

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

SiO2 nanoparticles were modified with polyethylene glycol with a molecular weight of 2000, 6000, and 10000 g mol–1. For modification, the method based on the sequential interaction of polyethylene glycol with 3-(triethoxysilyl)propyl isocyanate with further treatment of the reaction product with nanodispersed SiO2 was used. The resulting product was characterized by IR spectroscopy, thermal analysis, and scanning electron microscopy. Modified nanodispersed SiO2 was introduced into epoxy resin in order to obtain coatings characterized by increased hydrophilicity. To improve the physical and mechanical characteristics, fillers were introduced into the composition of the coating with 30 wt % modified SiO2 nanoparticles: mica-muscovite and TiO2. It was shown that the process of biological fouling of epoxy coatings in the South China Sea proceeds more slowly in the case of a composition containing SiO2 nanoparticles modified with polyethylene glycol 6000.

About the authors

E. N. Evdokimova

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences; St. Petersburg State Institute of Technology (Technical University)

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
199034, St. Petersburg, Russia; 190013, St. Petersburg, Russia

Yu. A. Kondratenko

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
199034, St. Petersburg, Russia

V. L. Ugolkov

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
199034, St. Petersburg, Russia

T. A. Kochina

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
199034, St. Petersburg, Russia

References

  1. 31857/S0044461823030076
  2. Lin B., Zhou S. Poly(ethylene glycol)-grafted silica nanoparticles for highly hydrophilic acrylic-based polyurethane coatings // Prog. Org. Coat. 2017. V. 106. P. 145-154. http://dx.doi.org/10.1016/j.porgcoat.2017.02.008
  3. Thompson C. S., Fleming R. A., Zou M. Transparent self-cleaning and antifogging silica nanoparticle films // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2013. V. 115. P. 108-113. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2013.03.030
  4. Patel P., Choi C. K., Meng D. D. Superhydrophilic surfaces for antifoqging and antifouling microfluidic devices // JALA-J. Assoc. Lab Aut. 2010. V. 15. N 2. P. 114-119. https://doi.org/10.1016/j.jala.2009.10.012
  5. Jiménez-Pardo I., Van der Ven L. G. J., Van Benthem R. A. T. M., De With G., Esteves A. C. C. Hydrophilic self-replenishing coatings with long-term water stability for anti-fouling applications // Coatings. 2018. V. 8. ID 184. https://doi.org/10.3390/coatings8050184
  6. Wang X. T., Deng X., Zhang T. D., Zhang J., Chen L. L., Wang Y. F., Cao X., Zhang Y. Z., Zheng X., Yin D. C. A versatile hydrophilic and antifouling coating based on dopamine modified four-arm polyethylene glycol by one-step synthesis method // ACS Macro Lett. 2022. V. 11. P. 805-812. https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.2c00277
  7. Tsougeni K., Papageorgiou D., Tserepi A., Gogolides E. "Smart" polymeric microfluidics fabricated by plasma processing: Сontrolled wetting, capillary filling and hydrophobic valving // Lab Chip. 2010. V. 10. N 4. P. 462-469. https://doi.org/10.1039/B916566E
  8. Кочина Т. А., Кондратенко Ю. А., Шилова О. А., Власов Д. Ю. Биокоррозия, биообрастание и современные методы борьбы с ними // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2022. Т. 58. № 1. С. 86-112. https://doi.org/10.31857/S0044185622010120
  9. Li N., Kuang J., Ren Y., Li X., Li C. Fabrication of transparent super-hydrophilic coatings with self- cleaning and anti-fogging properties by using dendritic nano-silica // Ceram.Int. 2021. V. 47. N 13. P. 18743- 18750. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.03.209
  10. Bamane P. B., Jagtap R. N. Synthesis of the hydrophilic additive by grafting glycidyloxypropyl trimethoxysilane on hydrophilic nanosilica and its modification by using dimethyl propionic acid for self-cleaning coatings // Colloids Interface Sci.Commun. 2021. V. 43. ID 100444. https://doi.org/10.1016/j.colcom.2021.100444
  11. Zhang H., Chiao M. Anti-fouling coatings of poly(dimethylsiloxane) devices for biological and biomedical applications //j. Med. Biol. Eng. 2015. V. 35 P. 143-155. https://doi.org/10.1007/s40846-015-0029-4
  12. Liu C., Zhao Q. The CQ ratio of surface energy components influences adhesion and removal of fouling bacteria // Biofouling. 2011. V. 27. N 3. P. 275-285. https://doi.org/10.1080/08927014.2011.563842
  13. Дринберг А. С., Козлов Г. В., Машляковкий Л. Н., Хомко Е. В., Тарасова И. Н., Карпов В. А. Разработка современных противообрастющих покрытий на основе эффективного комплекса биоцидов // Изв. СПбГТИ (ТУ). 2018. № 46 (72). С. 76-80. https://elibrary.ru/ytdyax
  14. Lagerström M., Ytreberg E., Wiklund A. K. E., Granhag L. Antifouling paints leach copper in excess-study of metal release rates and efficacy along a salinity gradient //Water Research. 2020. V. 186. ID 116383. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116383

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».